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  隨著現代電子工業的快速發展，各種高集成和高功率無線通信系統和電子器件數量急劇增加，導致電磁干擾和電磁污染問題日益突出，不僅在通信領域中對信號的產生、傳播和接收造成了極大的影響，而且給人類社會的生產與生活，尤其是人類身體健康帶來了不容忽視的危害。聯合國人類環境會議早在1969年就將電磁輻射列為繼水、大氣、噪聲污染之后的第四大公害。電磁屏蔽材料是一類能夠通過吸收和反射等方式來衰減電磁波能量傳播以有效抑制電磁干擾和污染的功能材料。

  中國科學院寧波材料技術與工程研究所高分子事業部鄭文革研究員團隊一直致力于高效電磁屏蔽材料的開發，前期已經在電磁屏蔽材料的制備以及性能的研究方面取得一系列進展。近期，該團隊又在新型電磁屏蔽材料的設計和制備方面取得進展。

  （1）戶外全天候電子設備如信號站、戶外電磁裝置等，電磁屏蔽材料除了需滿足“高效、輕質、低反射”的要求外，對其它性能如防腐、自清潔性能也提出了新的期望。以電磁屏蔽材料為基礎構建超疏水表面，不僅能有效防止空氣中酸性介質滲入，提高抗腐蝕能力，還可以賦予其自清潔功能。因此，系統、科學地對電磁屏蔽材料進行結構設計，開展具有超疏水表面新型多功能電磁屏蔽材料的研究，對相關電子設備的安全長效使用具有重要的現實意義。研究人員以具有低表面能的聚偏氟乙烯（PVDF）作為基體，選擇石墨烯和多壁納米碳管作為復合導電填料，并通過水蒸氣誘導相分離方法在具有粗糙表面結構的聚酯基無紡布上面制備得到了具有超疏水表面多孔聚合物復合材料（如圖1）。石墨烯和多壁納米碳管可以在PVDF基體中形成有效的導電網絡，具有粗糙表面結構的聚酯基無紡布以及墨烯和多壁納米碳管、球晶結構微孔結構的存在可以在PVDF表面共同構造多級粗糙結構。所制備的聚合物復合材料具有優異的屏蔽效能（～28.5dB），以及超疏水特性（接觸角高達155°左右）；同時該聚合物復合材料在長時間的紫外照射下任具有很好的性能穩定性。相關結果發表于國際期刊Composites Science and Technology, 2018, 158, 86-93。

圖1 具有超疏水表面多孔聚合物復合材料的制備過程示意圖

  論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353817333031

  （2）生物質是一種環境友好的可持續和可再生資源，某些生物質通過碳化可以獲得具有理想電磁屏蔽性能的多孔碳材料，但直接使用原始生物質作為碳化前體可能會限制最終材料的結構多樣性。實際上，生物質材料可以加工成具有不同結構的各種生物基衍生物產品，并且它們可以適用于構建具有高性能的新型電磁屏蔽材料。研究人員簡單地通過木漿織物的碳化來制備高導電宏觀碳網格（MCG）材料（如圖2），所得到的樣品在厚度為～0.3mm左右不僅表現出優異的屏蔽效能（～20.3-45.5dB）（與其碳化溫度呈正相關或與其網格尺寸呈負相關），而且由于網格的存在，具有透光率在～15％-56％之間半透明特性。此外，雙層MCG材料可以在恒定厚度下通過微小平移運動改變網格的交錯度來方便地調節材料的屏蔽性能，對可調電磁波衰減器件的設計具有參考意義。相關結果發表于國際期刊Carbon, 2018, 139, 271-278。

圖2 高導電宏觀碳網格（MCG）材料的制備過程示意圖

  論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622318306365

  上述工作得到了國家自然科學基金（51603218、51473181、51573202）的大力資助。